3D打印截骨導(dǎo)板輔助脛骨骨折畸形愈合截骨矯形一例

魏東軒 周祥龍 熊蠡茗

病人,男,54歲。1982年因開(kāi)放性左脛腓骨骨折行夾板固定治療及清創(chuàng)縫合術(shù),10年前出現(xiàn)跛行,進(jìn)行性加重。2023年7月23日入院。體格檢查:左膝關(guān)節(jié)內(nèi)翻畸形,左膝關(guān)節(jié)活動(dòng)受限,左下肢前側(cè)可見(jiàn)3 cm×5 cm手術(shù)瘢痕,左下肢內(nèi)側(cè)可見(jiàn)3 cm×3 cm手術(shù)瘢痕,兩瘢痕處連接一條長(zhǎng)約6 cm手術(shù)瘢痕。雙下肢全長(zhǎng)X線可見(jiàn)左膝內(nèi)翻,雙下肢骨質(zhì)疏松,全長(zhǎng)測(cè)量:股骨大轉(zhuǎn)子-外側(cè)髁:49.67cm(右)、50.97cm(左);脛骨平臺(tái)內(nèi)側(cè)緣-內(nèi)踝:43.49cm(右)、39.85cm(左)。左脛腓骨彎曲,髓腔密度不均(圖1)。左膝關(guān)節(jié)MRI檢查示:(1)脛骨近端內(nèi)翻,脛骨平臺(tái)形態(tài)失常,內(nèi)側(cè)脛骨平臺(tái)關(guān)節(jié)面后傾局部凹陷;(2)股骨外側(cè)髁少許骨髓水腫;(3)ACL腫脹變性;PCL弓背上抬,連續(xù)性尚可;(4)內(nèi)側(cè)半月板撕裂,后角少許游離體形成或半月板少許骨化/鈣化灶形成。診斷:左側(cè)后天性膝內(nèi)翻;左下肢骨折畸形愈合;左側(cè)膝關(guān)節(jié)骨性關(guān)節(jié)炎。

圖1 病人術(shù)前影像學(xué)資料 脛骨后傾約27度,中部前弓

A. 截骨導(dǎo)板整體。以平臺(tái)下凸點(diǎn)及中部骨刺根部、脛骨前后側(cè)環(huán)抱定位。遠(yuǎn)端全針沿關(guān)節(jié)橫軸并平行 植入,近端全針從腓骨小頭進(jìn)入,內(nèi)前外側(cè)穿出。全針導(dǎo)向?yàn)榻?jīng)皮穿刺設(shè)計(jì)。中部孔可為復(fù)位板使用。B.近端截骨后使用墊塊插入獲得矯形度數(shù)。由未截穿合頁(yè)提供旋轉(zhuǎn)支撐。中部由復(fù)位導(dǎo)板輔助矯正。C.近端后緣撐開(kāi),角度20°,距離17.29 mm,術(shù)后后傾7°。D.中部截骨外后側(cè)撐開(kāi)以矯正前弓及冠狀位畸形,角度14.2°,距離10.12 mm。E、F.術(shù)后效果概覽

圖3 術(shù)中微創(chuàng)截骨及術(shù)中透視資料

A.術(shù)后1天正位;B.術(shù)后1天側(cè)位;C.術(shù)后1天雙下肢全長(zhǎng)正位;D.術(shù)后4個(gè)月正位;E.術(shù)后4個(gè)月側(cè)位

術(shù)前膝關(guān)節(jié)HSS評(píng)分56分。術(shù)前脛骨近端內(nèi)側(cè)角113.89°,脛骨平臺(tái)后傾角19.57°。2023年8月9日行左下肢陳舊性骨折截骨矯形術(shù)。截骨手術(shù)操作步驟:(1)使用術(shù)前設(shè)計(jì)的3D打印截骨導(dǎo)板,沿定位孔置入2枚骨全針,于近端截骨平面近端及遠(yuǎn)端各打入一枚金屬骨針,安裝伊氏架;(2)取左側(cè)脛骨內(nèi)側(cè)縱行切口,長(zhǎng)約3 cm,暴露截骨平面,按照術(shù)前設(shè)計(jì)的3D打印截骨導(dǎo)板方向截?cái)嗝劰墙?安裝矯形襯墊矯正膝關(guān)節(jié)后傾畸形,再次打入一枚骨全針與一枚Schanz釘固定截骨端與伊氏架;(3)于脛骨中上段打入2枚Schanz釘,更換角度后再打入一枚骨全針,安裝鉸鏈,鉸鏈旋轉(zhuǎn)中心位置處于脛骨近端截骨平面及脛骨中段截骨平面;(4)按照術(shù)前設(shè)計(jì)的3D打印截骨導(dǎo)板確定脛骨中段截骨平面后行脛骨截骨及腓骨中下段截骨,復(fù)位滿意后調(diào)節(jié)連桿并牢固鎖定。術(shù)后每日按時(shí)調(diào)整四處連接柱長(zhǎng)度,每日調(diào)整幅度相同為約1 mm。

2023年8月27日雙下肢全長(zhǎng)X線示:股骨大轉(zhuǎn)子-外側(cè)髁:51.01 cm(右)、51.53 cm(左);脛骨平臺(tái)內(nèi)側(cè)緣-內(nèi)踝:42.81 cm(右)、42.07 cm(左)。2023年9月12日雙下肢全長(zhǎng)X線示:股骨大轉(zhuǎn)子-外側(cè)髁:50.94cm(右)、52.28cm(左);脛骨平臺(tái)內(nèi)側(cè)緣-內(nèi)踝:45.47 cm(右)、44.65 cm(左)。術(shù)后3個(gè)月門(mén)診復(fù)查,病人截骨區(qū)域皮膚愈合良好,截骨區(qū)域可見(jiàn)明顯骨痂形成,雙下肢全長(zhǎng)測(cè)量差值逐漸縮小。術(shù)后膝關(guān)節(jié)HSS評(píng)分72分,術(shù)后解剖學(xué)股脛角,脛骨近端內(nèi)側(cè)角91.59°,脛骨平臺(tái)后傾角17.65°,可見(jiàn)明顯改善。

討論截骨術(shù)是治療內(nèi)翻膝膝關(guān)節(jié)骨關(guān)節(jié)炎(osteoarthritis,OA)的有效方式。通過(guò)截骨的方式將下肢負(fù)重的力線從內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)移到外側(cè),以減輕膝關(guān)節(jié)內(nèi)側(cè)間室的壓力負(fù)荷,從而改膝內(nèi)側(cè)間室的生物力學(xué)環(huán)境,達(dá)到減輕疼痛,改善甚至逆轉(zhuǎn)膝OA的病程[1]。

傳統(tǒng)的截骨矯形術(shù)憑借二維的X線片進(jìn)行術(shù)前規(guī)劃,術(shù)中通過(guò)多次透視,反復(fù)確認(rèn)截骨操作,耗時(shí)多且增加醫(yī)患放射線暴露的次數(shù),并且存在截骨不精確、下肢力線恢復(fù)不良的可能,使畸形矯正的效果大打折扣[2],從而導(dǎo)致術(shù)后骨質(zhì)愈合慢、骨不連甚至下肢短縮畸形。本例術(shù)中將截骨導(dǎo)板用克氏針固定在指定位置,可精確切割所要截除的骨質(zhì),減少二次創(chuàng)傷。并且病人術(shù)前X線可見(jiàn)脛骨多處畸形愈合,包括膝關(guān)節(jié)內(nèi)翻及后傾畸形,因此采用多段截骨,以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)矯形,從而獲得滿意的臨床療效。另外,脛骨畸形角度范圍應(yīng)在 10°～40°,當(dāng)脛骨畸形角度過(guò)大時(shí)可能合并嚴(yán)重的皮膚攣縮及局部瘢痕形成,在進(jìn)行截骨延長(zhǎng)時(shí)瘢痕組織包繞的神經(jīng)和血管可能會(huì)受到牽拉損傷[3]。

在本研究中,聯(lián)合使用了Illizarov技術(shù),Illizarov技術(shù)不僅可以通過(guò)漸進(jìn)的骨組織重生來(lái)治療截骨后的骨缺損,促進(jìn)骨愈合,還可以通過(guò)緩慢矯形進(jìn)一步解決軟組織損傷,糾正骨搬運(yùn)過(guò)程中的畸形和肢體長(zhǎng)度不一致[4]。

個(gè)性化3D打印導(dǎo)板的目的是確保嚴(yán)格執(zhí)行術(shù)前計(jì)劃。在脊柱、創(chuàng)傷、關(guān)節(jié)和骨腫瘤方面,3D 手術(shù)導(dǎo)板可以將數(shù)字化手術(shù)計(jì)劃準(zhǔn)確實(shí)施到手術(shù)部位。除了提高準(zhǔn)確性外,還可以降低輻射劑量和縮短操作時(shí)間。在治療脛骨畸形時(shí),采用3D打印聯(lián)合Illizarov 技術(shù),可以直觀了解脛骨畸形程度,可以進(jìn)行術(shù)前精準(zhǔn)計(jì)劃、模擬手術(shù)預(yù)演、術(shù)中精準(zhǔn)截骨、術(shù)后三維復(fù)合調(diào)整等。